c++ - 没有中间对象的操作分配

Question

给定这样一个类:

class Vec{
  int comp[2];
public:
  void add(Vec& vec, Vec& vec2){
    comp[0] = vec.comp[0] + vec2.comp[0];
    comp[1] = vec.comp[1] + vec2.comp[1];
  }
  Vec operator+ (Vec& vec){
    Vec res;
    res.comp[0] = comp[0] + vec.comp[0];
    res.comp[1] = comp[1] + vec.comp[1];
    return res;
  }
};

有两个成员函数本质上做的是同一件事，就是将两个 Vec 相加。当然，不同之处在于 add 函数中没有涉及中间值，而 operator+ 声明了 Vec 的局部对象。

我的问题是，是否有任何方法可以定义 operator+ 与 operator= 的组合，使其具有与 add 相同的语义，没有中间值？基本原理是减少涉及的中间值的数量，以提高效率，同时保持 operator 语法的优雅。

GMP 库的 C++ 接口(interface)显然能够做到这一点:http://gmplib.org/manual/C_002b_002b-Interface-General.html#C_002b_002b-Interface-General

An important feature of the implementation is that an expression like a=b+c results in a single call to the corresponding mpz_add, without using a temporary for the b+c part.

我想知道是否有某种可能的方法可以做到这一点，或者 GMP 是否必须为此使用某种解决方法？

Answer 1

这是个坏主意，因为它违反了大多数人对运算符(operator)行为的自然假设。

不幸的是，它也非常重要(尤其是对于像 gmpxx 这样的库，它们希望提供使用运算符的自然代码、高性能，并以巨大的对象作为参数)。他们如何做到这一点？通过使用表达式模板，他们可以在编译时优化表达式。这个想法是运算符不直接返回值，而是返回表达式类的具体实例，然后可以使用元编程对其进行操作。

表达式模板是一个相当高级的主题，您应该相对确定它会给您的代码带来显着的好处。在您的示例中， vector 的大小根本不够相关。

Wiki Expression Templates